الفجوة الدلالية

تُعرّف الفجوة الدلالية بأنها الفرق بين وصفين لشيء ما باستخدام تمثيلات لغوية مختلفة، كاللغات أو الرموز. ووفقًا لأندرياس م. هاين، يمكن تعريف الفجوة الدلالية بأنها "الفرق في المعنى بين البنى المُشكّلة ضمن أنظمة تمثيل مختلفة". ^{[ 1 ]} في علوم الحاسوب ، يكتسب هذا المفهوم أهميةً كلما نُقلت الأنشطة البشرية العادية والملاحظات والمهام إلى تمثيل حاسوبي. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 1 ]}

وبشكل أدق، تعني الفجوة الفرق بين الصياغة المبهمة للمعرفة السياقية بلغة قوية (مثل اللغة الطبيعية ) وتمثيلها السليم والقابل للتكرار والحسابي بلغة رسمية (مثل لغة البرمجة ). تعتمد دلالات أي كائن على السياق الذي يُنظر إليه فيه. عمليًا، يعني هذا أن أي تمثيل رسمي لمهام العالم الحقيقي يتطلب ترجمة المعرفة السياقية المتخصصة للتطبيق (عالية المستوى) إلى العمليات الأساسية والقابلة للتكرار في جهاز حاسوبي (منخفضة المستوى). ولأن اللغة الطبيعية تسمح بالتعبير عن مهام يستحيل حسابها بلغة رسمية، فلا توجد وسائل لأتمتة هذه الترجمة بشكل عام. علاوة على ذلك، يشير فحص اللغات ضمن تسلسل تشومسكي الهرمي إلى عدم وجود طريقة رسمية، وبالتالي آلية، للترجمة من لغة إلى أخرى تتجاوز مستوى معينًا من القدرة التعبيرية.

تنص فرضية تشرش-تورينج، المقبولة عمومًا وإن لم تُثبت بعد، على أن آلة تورينج وجميع اللغات الرسمية المكافئة لها، مثل حساب لامدا، تُنفذ وتُمثل جميع العمليات الرسمية كما يُطبقها الإنسان المُحوسب. مع ذلك، فإن اختيار العمليات المناسبة للحساب الصحيح نفسه ليس قابلاً للاستنتاج الرسمي، بل يعتمد أيضًا على قابلية حساب المشكلة الأساسية. قد تُصاغ مهام، مثل مشكلة التوقف ، بشكل شامل باللغة الطبيعية، لكن التمثيل الحسابي لن ينتهي أو لن يُقدم نتيجة قابلة للاستخدام، وهو ما أثبتته نظرية رايس . يُشير التعبير العام عن قيود الاستدلال القائم على القواعد، وفقًا لنظرية عدم الاكتمال لغودل، إلى أن الفجوة الدلالية لا تُسد تمامًا. هذه عبارات عامة، مع الأخذ في الاعتبار الحدود العامة للحساب على أعلى مستوى من التجريد حيث تظهر الفجوة الدلالية . مع ذلك، توجد العديد من مجموعات المشكلات التي يُمكن ترجمتها تلقائيًا، خاصةً في المستويات الأعلى من تسلسل تشومسكي الهرمي.

تُصاغ مهام العالم الحقيقي بلغات البرمجة، التي تُنفذ على حواسيب مبنية على معمارية فون نيومان . ولأن لغات البرمجة ليست سوى تمثيلات مُبسّطة لآلة تورينج، فإن أي برنامج على حاسوب فون نيومان يمتلك نفس خصائص وقيود آلة تورينج أو تمثيلها المكافئ. وبالتالي، فإن كل لغة برمجة، مثل لغة الآلة على مستوى وحدة المعالجة المركزية، أو لغة التجميع، أو أي لغة برمجة عالية المستوى، تمتلك نفس القدرة التعبيرية التي تتمتع بها آلة تورينج الأساسية. لا توجد فجوة دلالية بينهما، إذ يُنقل البرنامج من اللغة عالية المستوى إلى لغة الآلة بواسطة برنامج آخر، مثل المُترجم ، الذي يعمل بدوره على آلة تورينج دون أي تدخل من المستخدم. في الواقع، تنشأ الفجوة الدلالية بين اختيار القواعد وتمثيل المهمة.

إن اختيار القواعد اللازمة للتمثيلات الرسمية لتطبيقات العالم الحقيقي يُعادل كتابة برنامج. وكتابة البرامج مستقلة عن لغة البرمجة المستخدمة، وتتطلب أساسًا ترجمة المعرفة المتخصصة للمستخدم إلى قواعد رسمية تُشغّل آلة تورينج. هذا التحويل من المعرفة السياقية إلى التمثيل الرسمي هو ما لا يمكن أتمتته نظرًا للقيود النظرية للحوسبة. وبالتالي، فإن أي عملية ربط بين تطبيقات العالم الحقيقي وتطبيقات الحاسوب تتطلب قدرًا معينًا من المعرفة التقنية لدى المستخدم، وهنا تبرز الفجوة الدلالية .

يُعدّ سدّ الفجوة بين المعرفة الخاصة بالتطبيق والتطبيق العملي القابل للتنفيذ من المهام الأساسية لهندسة البرمجيات . ولتحقيق ذلك، يجب تحويل المعرفة المتخصصة (عالية المستوى) إلى خوارزمية ومعاملاتها (منخفضة المستوى). ويتطلب هذا حوارًا بين المستخدم والمطور. والهدف دائمًا هو برنامج يمكّن المستخدم من تمثيل معرفته كمعاملات لخوارزمية دون معرفة تفاصيل التنفيذ، وتفسير نتائج الخوارزمية دون مساعدة المطور. ولذلك، تلعب واجهات المستخدم دورًا محوريًا في تصميم البرمجيات، بينما يدعم المطورين أطر عمل تساعد في تنظيم دمج المعلومات السياقية.

• التجريد المتسرب
• تبسيط النصوص
• التمايز الدلالي